<p>當(dāng)你讀這篇文章的時(shí)候，在你下面400多英里的地方，是一個(gè)有著極端溫度和壓力的巨大世界，它在人類出現(xiàn)在這個(gè)星球上之前就已經(jīng)在攪動(dòng)和進(jìn)化了?，F(xiàn)在，加州理工學(xué)院的研究人員建立了一個(gè)詳細(xì)的新模型，說明了數(shù)百萬年來地球內(nèi)部深處礦物質(zhì)的驚人行為，并表明這些過程實(shí)際上是以與先前理論完全相反的方式發(fā)生的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項(xiàng)研究是由一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的，其中包括礦物物理學(xué)教授詹妮弗&middot;m&middot;杰克遜。描述這項(xiàng)研究的論文發(fā)表在1月11日的《自然》雜志上。</p> <p>&nbsp;</p> <p>杰克遜說:&ldquo;盡管這顆行星體積巨大，但更深層的部分經(jīng)常被忽視，因?yàn)樗鼈兇_實(shí)遙不可及&mdash;&mdash;我們無法對(duì)它們進(jìn)行采樣。&rdquo;&ldquo;此外，這些過程非常緩慢，我們似乎察覺不到。但下地幔的流動(dòng)與它所接觸的一切都有聯(lián)系;這是一個(gè)影響板塊構(gòu)造的深層引擎，可能會(huì)控制火山活動(dòng)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這顆行星的下地幔是堅(jiān)固的巖石，但在數(shù)億年的時(shí)間里，它慢慢地滲出，就像一塊厚厚的焦糖，在一種稱為對(duì)流的過程中將熱量帶到整個(gè)行星內(nèi)部。</p> <p>&nbsp;</p> <p>關(guān)于這種對(duì)流發(fā)生的機(jī)制，仍有許多問題沒有得到解答。地幔下部的極端溫度和壓力&mdash;&mdash;高達(dá)135千帕斯卡和數(shù)千華氏度&mdash;&mdash;使其難以在實(shí)驗(yàn)室中模擬。作為參考，下地幔的壓力幾乎是海洋最深處壓力的1000倍。因此，雖然許多關(guān)于礦物物理的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)提供了關(guān)于下地幔巖石行為的假設(shè)，但在地質(zhì)時(shí)間尺度上驅(qū)動(dòng)下地幔對(duì)流緩慢流動(dòng)的過程一直不確定。</p> <p>&nbsp;</p> <p>下地幔主要由一種稱為橋石的硅酸鎂組成，但也包括少量但數(shù)量可觀的氧化鎂，稱為方鎂石，混合在橋石中，此外還有少量其他礦物質(zhì)。之前的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)表明，方鎂石比橋錳礦更弱，更容易變形，但這些實(shí)驗(yàn)沒有考慮到礦物在數(shù)百萬年的時(shí)間尺度上的表現(xiàn)。當(dāng)將這些時(shí)間尺度納入一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算模型時(shí)，Jackson和同事們發(fā)現(xiàn)方鎂石的顆粒實(shí)際上比周圍的橋石更堅(jiān)固。</p> <p>&nbsp;</p> <p>杰克遜說:&ldquo;我們可以用巖石記錄中的boudinage來類比，boudins在法語中是香腸的意思，它在不那么有能力、更弱的巖石之間的堅(jiān)硬、更強(qiáng)的巖層中發(fā)育。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>杰克遜解釋說:&ldquo;再打個(gè)比方，想想厚實(shí)的花生醬。&ldquo;幾十年來，我們一直認(rèn)為方石是花生醬中的&lsquo;油&rsquo;，是橋晶石較硬顆粒之間的潤(rùn)滑劑。根據(jù)這項(xiàng)新的研究，方石顆粒在厚實(shí)的花生醬中起著&ldquo;堅(jiān)果&rdquo;的作用。方石顆粒只是隨波而流，但不影響粘性行為，除非在顆粒高度集中的情況下。結(jié)果表明，在壓力作用下，方晶石的遷移速度比橋錳礦慢得多。這是一種反轉(zhuǎn)行為:方鎂石幾乎不變形，而主要相橋錳礦則控制地球深部地幔的變形。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>了解這些發(fā)生在我們腳下的極端過程對(duì)于創(chuàng)建我們星球的精確四維模擬非常重要，它也有助于我們更多地了解其他行星。成千上萬的系外行星(太陽系外的行星)現(xiàn)在已經(jīng)被證實(shí)，在極端條件下發(fā)現(xiàn)更多關(guān)于礦物物理的知識(shí)，讓我們對(duì)與我們截然不同的行星的演化有了新的見解。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這篇論文的題目是&ldquo;在地幔條件下，方鎂石的變形速度比橋錳礦慢。&rdquo;這項(xiàng)研究的第一作者是Universit&eacute; de Lille和法國(guó)大學(xué)研究所的Patrick Cordier。其他合著者有Karine Gouriet, Timmo Weidner和Philippe Carrez的Universit&eacute; de Lille;凱斯西儲(chǔ)大學(xué)的詹姆斯&middot;范&middot;奧爾曼;以及巴黎工藝藝術(shù)學(xué)院的Olivier Castelnau。研究經(jīng)費(fèi)由歐洲研究委員會(huì)和國(guó)家科學(xué)基金會(huì)提供。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>